翅碱蓬-沙蚕对土壤中Pb的生物可利用性影响研究

用中国北方滩涂湿地优势植物翅碱蓬(Suaeda heteroptera)和潮间带常见物种沙蚕(Nereis succinea)联合处理大连市黑石礁黄海潮间带模拟Pb污染土壤。结果表明,翅碱蓬和沙蚕联合作用,能对Pb~(2+)质量浓度在800mg/kg以下的土壤起到残渣态向可交换态转化的作用,使生物可利用性提高。翅碱蓬和沙蚕联合起协同作用,能显著提高生物体对土壤中总Pb的吸收速率,两者对Pb~(2+)质量浓度800mg/kg以下的土壤30d内都有富集能力,总吸收速率常数随土壤中Pb~(2+)浓度的增大而增大。     

水培翅碱蓬对重金属吸收的研究

由于人类活动以及工业化的迅速发展,滩涂湿地正在遭受前所未有的污染和破坏,其中重金属污染是主要污染问题之一。生物修复技术是近年发展起来的新型环境污染治理方法,它在去除污染的同时还具有较高的环保价值,因此受到人们的广泛关注。以中国北方滩涂湿地的优势种植物翅碱蓬(Suaeda heteroptera kitag)为研究对象,通过测定翅碱蓬体内重金属的含量,分别探讨了翅碱蓬对单一Cu、Zn、Pb、Cd及Cu和Zn、Pb和Cd混合重金属的吸收规律、翅碱蓬不同部位对Cu的积累特性。实验结果表明,翅碱蓬对Cu、Zn、Pb、Cd的最大吸收速率分别为31、101、34、62mg/(kg.d);Cu的存在,促进了翅碱蓬对Zn的吸收,翅碱蓬各部位对Cu的积累量大小为根>茎>叶。     

石油烃对翅碱蓬生理特性的影响及植物-微生物联合降解

通过盆栽实验,测定在低浓度石油烃浓度下翅碱蓬的生长生理指标及沉积物和翅碱蓬中石油烃含量的变化,研究石油烃对翅碱蓬生理特性和抗氧化酶系统的影响及植物-微生物联合修复效果。结果表明,翅碱蓬抗氧化酶能够快速提高活性来抵御逆境,植株还可通过增加其叶绿素含量等来适应或补偿逆境造成的损失。同时还发现,当植物处于石油烃污染沉积物时,它体内污染物的分布会与自然情况下有所不同,自然情况下分布为茎>叶>根,受污染时分布为根>茎>叶,该结果可以作为判断沉积物是否受到污染的依据。实验的不同处理(加植物加菌组、只加菌未种植物组、种植物未加菌组)去除率分别为70.87%、63.66%和60.26%,翅碱蓬-降解菌处理的沉积物中石油烃残留浓度最低、去除量最高,表明植物-微生物联合作用更有利于石油烃污染沉积物的修复。     

潮滩盐沼植物翅碱蓬对常见重金属的累积吸收及其机制

潮滩盐沼植物翅碱蓬对常见重金属(Cu、Zn、Pb和Cd)的累积吸收研究表明,该植物对常见重金属有一定的累积且随潮滩变化不明显,其对Cu、Zn、Pb和Cd的累积吸收系数分别为4. 7、4. 6、3. 1和4. 9,而生物富集吸收系数则分别为0. 97、1. 73、0.41和2.23;植物体内不同部位的分布、迁移规律研究表明,植物的不同部位累积情况存在明显差异,Cu表现为根>茎>叶,Zn表现为叶>根>茎,Pb表现为根>叶>茎,Cd表现为根>茎≈叶。在此基础上初步探讨了翅碱蓬对常见重金属累积吸收机制。     

生物强化处理石油污染土壤理化性质和微生物学特性的纵向分布特征

采用原位强化生物修复技术对某区块石油污染土壤进行为期16个月的生物修复,考察了处置后污染土壤理化性质、微生物学特性以及石油烃组成的纵向分布特征。实验结果表明,经过修复后各土层的石油烃去除率是表层土IN-3(50.42%)中层土IN-2(23.54%)底层土IN-1(10.51%);IN-1处于缺氧环境,存在硫酸盐还原和反硝化作用,使得土壤pH值从7.86±0.03降低至7.27±0.03,土壤总氮从2.53±0.13 g/kg降低至0.77±0.04 g/kg;厌氧菌的种群数量是IN-1(10.43±0.71×104CFU/g)IN-3(6.74±0.39×104CFU/g)IN-2(5.15±0.42×104CFU/g),放线菌数量与石油烃含量显著负相关(r=-0.989,p=0.0110.05);IN-3对饱和份和芳香份的降解率最高,分别达到了70.27%和54.52%,远高于IN-2和IN-1;模拟蒸馏结果表明,IN-3正构烷烃得到了很大程度的去除,缺氧的IN-1对正构烷烃去除得较少;厌氧菌数量与胶质和沥青质去除率之间成正相关关系,对于污染源较为分散的污染区域,采用原位生物强化修复时可以考虑引入厌氧修复。     

河道污染质垂向迁移对地下水影响的研究

包气带是连接地表水和地下水的重要通道,对地下水资源有很好的"屏障"功能,而近年来工农业废水及生活污水的大量排放已影响到了地下水的"安全".为此,在渭河河漫滩进行了模拟河流的垂向入渗试验,并通过建立数学模型对水分和六价铬在具有弱透水层的多层介质中的迁移进行了模拟运算.试验和模拟结果一致表明,弱透水层虽对地下水有很好的保护作用,但在上部土壤层易形成面状污染带,而且由于大的浓度梯度作用,一旦污染质穿透该层将很快污染到地下水.     

底泥性质对重金属生物淋滤效果的影响

生物淋滤技术是一项可以将重金属从污染底泥或土壤中分离出来的环境修复技术,具有反应温和、耗酸少、运行成本较低、去除效率高,以及脱毒后底泥的脱水性能好等优点。然而,底泥成分复杂、流域特异性高,这使得相似的生物淋滤工艺对不同底泥的重金属去除效果不尽相同、淋滤技术的工艺参数标准化难度增加。综述了底泥性质对淋滤反应的3方面影响:底泥中的有机质与酸可挥发性硫化物(AVS)会改变重金属的形态;pH、可还原性硫、水溶性有机物(DOM)会对淋滤功能菌的活性产生影响;底泥粒度和耗酸能力(ACC)也会影响重金属的化学淋出效果。在此基础上提出今后该技术有待开展的研究内容,以期为该技术的进一步推广应用提供理论依据和技术支撑。     

硫酸盐还原菌对重金属污染土壤的处理研究

讨论了不同重金属污染物和浓度、反应时间、温度条件对硫酸盐还原菌(SRB)去除土壤中Cu2+和Cd2+的影响.结果表明:(1)SRB代谢SO2-4的能力受重金属离子抑制,当Cu2+从5 mg/L提高至10 mg/L时,SO2-4去除率从90％ 以上明显降低至59.2％,Cd2+的抑制作用更强.(2)SRB对中低强度污染土...     

Cu污染土壤接种丛枝菌根真菌对旱稻生长的影响

采用盆栽实验的方法,研究了不同Cu处理水平(0、100和200 mg/kg)下,接种丛枝菌根真菌(arbuscular my-corrhizal fungi,AMF)Glomus mosseae对旱稻(Oryzal Sativa L.)生长的影响。结果表明,未添加Cu处理下,旱稻菌根侵染率可达69%,随着土壤中Cu添加量增加,旱稻菌根侵染率显著下降(P<0.05)。与未接种处理相比,接种处理显著提高100mg/kg Cu处理下根系生物量以及200 mg/kg Cu处理下地上部分生物量(P<0.05);接种处理显著降低了100 mg/kg Cu处理下旱稻地下部Cu含量,却显著增加了200 mg/kg Cu处理下旱稻地上部分以及地下部分Cu含量(P<0.05)。     

Cd、Ni单一及复合污染对土壤酶活性的影响

采用外源添加重金属和露天盆栽实验研究了Cd、Ni对含羞草、三叶草根际土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性的影响。结果表明,Cd、Ni单一污染条件下,低浓度的Cd、Ni对含羞草组、三叶草组的脲酶、过氧化氢酶有激活作用,高浓度的Cd、Ni对土壤脲酶、过氧化氢酶有一定的抑制作用;对蔗糖酶有较强的抑制作用。在Cd、Ni复合污染条件下,对含羞草组、三叶草组的脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶产生抑制作用;Cd、Ni单一及复合污染对土壤酶活性的抑制大小顺序为:脲酶>蔗糖酶>过氧化氢酶,其中土壤脲酶可以作为Cd、Ni污染的预警指标。含羞草能显著提高土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶的活性,修复能力大于三叶草,在Cd、Ni污染修复方面有很好的应用前景。     

底泥生长基质中重金属的迁移特征及生物有效性

河道底泥中重金属含量较高,重金属的迁移性及生物有效性是限制疏浚底泥土地施用或用作废弃场地修复基质资源化利用途径的主要因素。以沈阳细河待疏浚底泥为材料,通过盆栽实验的方法研究了河道底泥与碱性粉煤灰、炉渣和锯木屑配比基质中重金属在紫花苜蓿体内累积、迁移及生物有效性的变化。结果发现,配比底泥基质上紫花苜蓿生物量、株高及株径均好于纯底泥处理,其中底泥、粉煤灰、炉渣、锯木屑以2：0．5：0．5：0．5配比的s2处理中紫花苜蓿生物量是纯底泥处理的11．7倍。与底泥对照相比,配比底泥基质上植株体内重金属含量极显著降低,而且地上部重金属含量显著低于根部含量;底泥基质中紫花苜蓿地上部和根部对Cd、Cu、Pb、Zn的富集系数（BCF）显著低于底泥处理,但转移系数（TF）无显著变化,富集系数（BCF）和转移系数（TF）均小于1．0。紫花苜蓿种植后底泥基质中重金属含量显著低于农用污泥重金属控制标准,除Cd含量略高外,Cu、Pb和Zn含量低于土壤环境质量三级标准。这些结果表明,城市重污染河道底泥经过合理处置后,重金属浓度、活性及生物有效性降低,在其土地施用或废弃地修复中可以用作一些耐性植物的生长基质。     

不同浸提剂对污染河道底泥中重金属的浸出影响

以某有色金属冶炼企业排放口下游河道底泥为研究对象,分别采用无机酸(盐酸、硫酸、硝酸)和有机酸(醋酸、柠檬酸、苹果酸和丁二酸)研究在不同酸性条件(pH为2~6)下Pb、Cd、Zn、Cu的浸出效果。结果表明,有机酸的浸提能力明显高于无机酸,且4种重金属的浸出浓度均随着pH的升高而迅速降低。对无机酸而言,当pH3时,重金属的浸出浓度趋于稳定;对有机酸而言,在pH为2~5的较大范围内,醋酸表现出较高的浸提能力,而柠檬酸对Pb和Cu没有明显的浸出效果。结合泥质特点,从重金属的络合、沉淀、水解、吸附等反应过程对其浸出特征进行了分析,同时提出醋酸良好的缓冲能力是其浸提效果优于其他有机酸的重要原因。     

硫酸盐对电子垃圾拆解地底泥中重金属形态的影响

为研究硫酸盐对重金属形态分布的影响规律,评价不同条件下的重金属生态风险,采集广东清远某电子垃圾拆解区附近河流底泥,通过投加不同浓度硫酸盐,采用BCR四步提取法分析厌氧培养28 d期间铜、铅、锌、镉的形态变化。结果表明：灭菌条件下,重金属的形态基本保持不变;在空白条件下Cu、Pb、Zn和Cd 4种重金属由不稳定态向稳定态转化,其转化率分别是7%、5%、11%和5%,锌的变化最明显;与空白相比,硫酸盐的投加会加大这4种重金属的转化,其影响顺序为：Cu > Cd > Zn > Pb。硫酸盐的投加可促进硫酸盐还原菌的生长,当硫酸盐浓度在286~655 mg·kg-1范围时,硫酸盐还原菌的数量随着硫酸盐浓度升高而增加。实验运行到后期,高浓度的H2S会对硫酸盐还原菌产生毒害作用,因此重金属的形态并不会一直向稳定态转化,研究结果表明,高浓度硫酸盐条件可降低重金属的迁移能力,有利于重金属污染场地的修复。     

可溶性硫化物介导对矿区拦泥库沉积物中重金属垂直迁移特征的影响

在金属硫化物矿区中,Fe/S循环过程制约着重 (类) 金属的迁移转化。采用流动柱进行模拟自然淋溶实验,结合释放动力学及XRD、SEM表征探究了可溶性硫化物 (S(-II)) 对大宝山沉积物中重金属垂直迁移规律的影响。结果表明,S(-II)对沉积物中重金属的释放具有相对的促进作用,各重金属元素释放量的大小顺序为Zn>Mn>Cu>Pb>As>Mo>Cd>Cr,呈现前期快速释放随后缓慢的过程。在质量浓度为100 mg·L⁻¹的Na₂S溶液作用下,As、Cd、Cr、Cu、Mn、Mo、Pb和Zn的平均淋出浓度比10 mg·L⁻¹质量浓度处理组分别高了3.182、3.784、1.973、4.098、2.979、2.582、6.786和5.408倍。释放动力学拟合结果表明,重金属的释放过程符合双常数和Elovich模型。重金属萃取实验和XRD结果证明释放的部分重金属主要来源于沉积物中的易还原矿物相。本研究结果可为金属硫化物矿区重 (类) 金属污染控制与修复提供参考。     

不同固化剂对底泥重金属稳定化效果的研究

通过浸出毒性方法,考察了CaO、磷酸二氢铵(MAP)、磷酸二氢钙(MCP)、磷酸氢二铵(DAP)、磷酸二氢钠(MSP)和一种镁系胶凝剂M1对底泥重金属的稳定化效果。结果发现,当CaO的添加量为75 g/kg,底泥中Zn、Pb、Ba和Mn的浸出浓度分别降低了72.8%、67.6%、34.9%和94%;当M1的添加量为200 g/kg,Zn、Ba和Mn浸出浓度分别降低了85.1%、76.1%和99%,Pb的浸出浓度降低95%以上;当MAP、MCP、DAP、MSP的添加量为100 g/kg,Zn的浸出浓度下降了70%~85%,Mn的浸出浓度下降了40%~90%,Ba的浸出浓度下降95%以上。此外,MAP、MCP、DAP和MSP的添加使底泥中总磷的浸出浓度显著增大。     

pH值对霞湾港沉积物重金属Zn、Cu释放的影响

以霞湾港(铜霞路段)的底泥沉积物为研究对象,采用重金属连续浸提法对重金属Zn、Cu在沉积物中的5种形态进行浸提,分析了其分布特征和在不同pH值与时间的条件下重金属的释放规律。研究结果表明,重金属Zn主要以铁锰氧化物结合态和碳酸盐结合态的形态存在,Cu主要以有机结合态和残渣态的形态存在,可交换离子态的重金属含量都很低。重金属Zn、Cu从沉积物中的释放,主要是在酸性条件下发生,在酸性区内释放量随pH的升高而迅速降低。释放能力和释放速率均为ZnCu,它们释放的过程基本相似,释放速率都比较小,向环境中的释放是个长期过程。     

底泥煤渣帽封与药剂投加联用原位稳定化技术对上覆水体及底泥pH-Eh-COD的影响

将底泥有机物原地稳定化处理技术中药剂投加法和帽封法结合,研究以煤渣为帽封材料,苏州河底泥中分别投加零价铁（Fe⁰）及硝酸钙的实验里各体系上覆水体及底泥的pH、氧化还原电位（Eh）、有机含量在60 d的变化情况。结果表明,煤渣帽封下,底泥中投加Fe⁰或硝酸钙后上覆水体pH均在8左右,Eh呈下降趋势,投加Fe⁰后对上覆水体COD的影响较硝酸钙小,但均不会对上覆水体水质产生持久、较大的影响。从底泥有机质的去除率上来看,Fe⁰-煤渣帽封体系在反应周期里有机质的去除率约55%,而硝酸钙-煤渣帽封体系底泥有机质的去除率在27%左右。以Fe⁰-煤渣帽封材料复合体系运用在底泥原地稳定化帽封技术中降解有机物更为合适。     

北运河表层沉积物对重金属Cu、Pb、Zn的吸附

首先分析了北运河6个采样点表层沉积物中重金属含量及相关基本特征。通过实验室模拟实验,利用分配系数Kd评价沉积物对重金属Cu、Pb、Zn的吸附特性,进一步考察了水体pH变化和有机质对重金属在北运河沉积物上吸附的影响。结果表明,沉积物中重金属的含量顺序为Zn>Cu>Pb,去除有机质后,沉积物对重金属的吸附能力显著降低,但各采样点中的重金属含量,沉积物对重金属吸附能力,以及沉积物中的有机质含量并没有明显相关性,这可能是因为不同采样点中有机质种类与结构不同导致的。总之,北运河沉积物对Pb有很强的吸附能力,其次是Cu和Zn,而且,Cu、Zn、Pb的吸附量随着pH的升高逐渐增大,水体pH值对于Zn的吸附影响更大。     

干湿交替对土壤DOM特性及重金属释放的影响

以典型Cu和Zn污染农田土壤为研究对象,利用土壤培养实验、光谱学方法以及流动搅拌实验,以阐明土壤干湿交替对重金属污染土壤中土壤溶解性有机质(DOM)特性及重金属释放动力学行为的影响。结果表明,土壤pH、DOM含量及其芳香性随着土壤含水率升高而增大,而干湿交替主要影响土壤中DOM的含量,对pH和SUVA₂₅₄值的影响很小。重金属释放动力学研究表明,土壤含水率越高越有利于Cu和Zn的稳定,干旱过程则会促进其释放,但仅在初次湿润到干旱过程中对其释放特性产生影响,后期干湿交替循环影响很小,且不同干湿交替频率和强度具有类似影响。在同等条件下,Zn的释放比Cu更快,受干湿交替影响更小。本研究结果可为重金属污染土壤修复工作提供参考。